DE2937251C2

DE2937251C2 -

Info

Publication number: DE2937251C2
Application number: DE19792937251
Authority: DE
Inventors: Eberhard Dipl.-Ing. 8000 Muenchen De Tauscheck
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-09-14
Filing date: 1979-09-14
Publication date: 1987-06-11
Also published as: DE2937251A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Richtfunkantenne, be stehend aus einem Hauptreflektor, einem Subreflektor und einem in den Scheitelbereich des Hauptreflek tors eingesetzten Hornstrahler sowie mehreren vor dem Scheitel des Subreflektors angeordneten kegelförmigen bzw. kegelstumpfförmigen Ele menten mit insgesamt konischer Spitze.The invention relates to a directional radio antenna, be standing out of a main reflector, a subreflector and one in the apex of the main reflector horn horns used as well as several in front of the top of the subreflector arranged conical or frustoconical ele elements with an overall conical tip.

In Cassegrain-Antennen mit parabolischem Hauptreflektor und hyperbolischem Subreflektor wird die Scheitelzone des Subreflektors bei höheren Anforderungen an die Antenne korrigiert, um die Rückstrahlung vom Subreflektor in den Erreger (Hornstrahler) zu vermindern und um das sogenannte "Blocking" zu verringern.In Cassegrain antennas with a parabolic main reflector and hyperbolic subreflector becomes the apex zone of the Subreflector for higher demands on the antenna corrected for the reflection from the subreflector into the Reduce pathogens (horn emitters) and around the so-called Reduce "blocking".

Eine Antenne der eingangs genannten Art ist im wesentlichen durch die DE-OS 15 41 478 bekannt. Bei dieser sind vor dem Scheitel des Subreflektors mehrere kegelförmige bzw. kegel stumpfförmige oder plattenförmige Elemente (Zusatzreflektor) in einer festen Lage zum Subreflektor angeordnet.An antenna of the type mentioned is essentially known from DE-OS 15 41 478. In this are before Apex of the subreflector several conical or conical truncated or plate-shaped elements (additional reflector) arranged in a fixed position to the subreflector.

Durch die US-PS 34 38 045 ist eine entsprechende Antenne mit einstellbarem Subreflektor bekannt. Dabei ist der Sub reflektor durch entsprechende Führungs- und Einstellele mente in seiner Lage gegenüber dem Hauptreflektor ver schiebbar. Through the US-PS 34 38 045 is a corresponding antenna known with adjustable subreflector. Here is the sub reflector through appropriate guide and adjustment elements position in relation to the main reflector slidable.

Ferner ist es auch durch den Aufsatz "Application of Spherical Wave Theory to Cassegrainian Fed Paraboloids" von Potter, erschienen in Trans, IEEE Vol. AP-15, Nov. 1967, Seiten 727-735 bekannt, durch ein kegelförmiges spitzes Zulaufen des Subreflektors die Belegung der Hauptreflektor apertur hinsichtlich Gewinn- und Diagrammoptimierung zu ver ändern und damit auch eine verbesserte Anpassung der Antenne an die Speiseleitung zu erreichen. Die damit erreichbaren niederen Reflexionswerte setzen jedoch eine außerordent lich sensible mechanische Einstellung der Anordnung Subre flektor/Hornstrahler voraus, wie sie in einer serienge fertigten Antenne aufgrund von Fertigungstoleranzen und der Streuungen der Materialdaten schwerlich möglich ist.Furthermore, the article "Application of Spherical Wave Theory to Cassegrainian Fed Paraboloids " by Potter, published in Trans, IEEE Vol. AP-15, Nov. 1967, Pages 727-735 known by a cone-shaped pointed Inlet the subreflector the assignment of the main reflector aperture with respect to profit and chart optimization change and thus also an improved adaptation of the antenna to reach the feed line. The achievable low reflection values set an extraordinary Lich sensitive mechanical adjustment of the Subre arrangement flector / horn blaster ahead, as in a series manufactured antenna due to manufacturing tolerances and the spread of the material data is hardly possible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Richt funkantenne der eingangs beschriebenen Art eine Lösung an zugeben, durch die auch bei Serienfertigung eine genaue mechanische Einstellung und damit gute elektrische An passungswerte gewährleistet sind.The invention is based, for a direction radio antenna of the type described in the opening paragraph admit, through which an exact mechanical adjustment and thus good electrical on fit values are guaranteed.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung in der im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Weise gelöst.This object is achieved according to the invention in the characterizing part of Claim 1 specified way solved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfin dungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous refinements and developments of the Erfin subject matter are specified in the subclaims.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. The invention based on one in the drawing illustrated embodiment explained in more detail.

In der Figur ist der Übersichtlichkeit wegen die Cas segrainantenne lediglich in einer Teildarstellung ge zeigt. Der parabolische Hauptreflektor und der in dessen Scheitelbereich eingesetzte Hornstrahler sind weggelas sen; es ist also nur der hyperbolische Subreflektor 1 dargestellt, dessen Scheitelbereich in der erfindungs gemäßen Weise ausgebildet ist. Hierzu ist vor dem Sub reflektor 1 ein Kegel aus zwei Elementen, nämlich einem kegelförmigen 2 und einem kegelstumpfförmigen Element 3 angeordnet, deren Dachschrägen unter unterschiedlichem Winkel verlaufen können. Beide sind unter einem gegen seitigen Abstand und unter einem Abstand zum Subreflektor 1 angeordnet und in ihrer axialen Lage gegeneinander ver stellbar. Hierfür sind die Kegelelemente 2, 3 mit Ge windestangen 4, 5 versehen, die konzentrisch verlaufend in einer Gewindebohrung des Subreflektors 1 geführt sind und in dem an der Rückseite des Subreflektors 1 liegenden Endbereich Einstellräder 6, 7 aufweisen. Durch die Ein stellräder 6, 7 ist die Lage der beiden Elemente 2, 3 gleichzeitig mit beiden Händen einstellbar.In the figure, the Cas segrainantenne is only shown in a partial representation for clarity. The parabolic main reflector and the horn in its apex are omitted; only the hyperbolic subreflector 1 is shown, the apex region of which is designed in the manner according to the invention. For this purpose, a cone made of two elements, namely a conical 2 and a truncated cone-shaped element 3, is arranged in front of the sub reflector 1 , the roof slopes of which can run at different angles. Both are arranged at a mutual distance and at a distance from the subreflector 1 and in their axial position against each other ver adjustable. For this purpose, the cone elements 2, 3 with Ge threaded rods 4, 5 are provided, which are guided concentrically in a threaded bore of the sub-reflector 1 and have adjusting wheels 6, 7 in the end region lying on the back of the sub-reflector 1 . By the setting wheels 6, 7 , the position of the two elements 2, 3 can be adjusted simultaneously with both hands.

Die Abmessung der korrigierten Scheitelzone liegt etwa in der Größenordnung einer Wellenlänge. Die Abstände der getrennten Zonen und ihre Lageverschiebung sind klein gegen die Wellenlänge. Somit läßt sich durch ge ringe Lageveränderungen der einmal optimierten Zonen (Element 2 und Element 3) eine Amplituden- und Phasen verteilung des Feldes im Bereich der Scheitelzone des Subreflektors bewirken, die der einer entsprechend den Toleranzabweichungen optimierten korrigierten Verfor mung der Scheitelzone entspricht, ohne daß die geome trische Form exakt erreicht werden muß. Weicht z. B. der Abstand des Subreflektors zum Erreger (Hornstrahler) vom Sollwert etwas ab, so gibt sich für die optimierte Zone eine geringfügig andere Steigung, die leicht nach justiert werden kann. Durch Variation der Abstände zum Subreflektor 1 und der Kegelelemente 2, 3 gegeneinander um Werte «λ ist ein Abgleich des Reflektionsfaktors auf Werte r < 2% möglich, ohne daß sich dies auf die optimierte Belegung störend auswirkt.The dimension of the corrected apex zone is approximately in the order of a wavelength. The distances between the separated zones and their positional displacement are small compared to the wavelength. Thus, ge ge slight changes in position of the once optimized zones (element 2 and element 3 ) cause an amplitude and phase distribution of the field in the apex zone of the subreflector, which corresponds to a corrected deformation of the apex zone optimized according to the tolerance deviations, without the geometric shape must be achieved exactly. For example B. the distance of the subreflector to the exciter (horn) from the setpoint somewhat, there is a slightly different slope for the optimized zone, which can be easily adjusted. By varying the distances from the sub-reflector 1 and the cone elements 2, 3 against one another by values λ, it is possible to adjust the reflection factor to values r <2% without this having a disruptive effect on the optimized assignment.

Es hat sich gezeigt, daß im allgemeinen eine Untertei lung der kegelförmig korrigierten Scheitelzone - das schraffierte Feld 8 zeigt den Variationsbereich der optimierten Scheitelzone - in zwei Bereiche ausreicht. Die sich dabei ergebenden, in der Figur gezeigten Kegel elemente 2, 3 können von der Rückseite des Subreflektors 1 eingestellt werden, ohne daß der Abgleichende das System störend beeinflußt.It has been shown that a subdivision of the cone-corrected apex zone - the hatched field 8 shows the range of variation of the optimized apex zone - in two areas is sufficient. The resulting cone elements 2, 3 shown in the figure can be adjusted from the rear of the subreflector 1 without the balancer affecting the system.

Geht man von dem bezüglich Gewinn und Nebenstrahlung günstigen üblichen Durchmesserverhältnis von D/d ≈ 10 aus, wobei D der Durchmesser des parabolischen Haupt reflektors und d der des hyperbolischen Subreflektors ist, so wird für den Durchmesser des geformten Scheitel bereichs auf dem Subreflektor ein Wert von ^d/₁₀ bis ^d/₇ gewählt. Für das Durchmesser verhältnis der beiden Kegelelemente ergibt sich ein besonders günstiges Verhältnis von 1 : 3 bis 1 : 4, wobei das größere Kegelelement die gewünschte Optimierung der Antennenbelegung bewirkt. Das größere Kegelelement (Kegelstumpf) wird im Vergleich zur Kegelspitze nur geringfügig axial verschoben.If one assumes the usual diameter ratio of D / d ≈ 10, which is favorable in terms of gain and secondary radiation, where D is the diameter of the parabolic main reflector and d is that of the hyperbolic subreflector, then a value for the diameter of the shaped apex area on the subreflector ^d / ₁₀ to ^d / ₇ selected. For the diameter ratio of the two cone elements, there is a particularly favorable ratio of 1: 3 to 1: 4, the larger cone element achieving the desired optimization of the antenna assignment. The larger cone element (truncated cone) is only slightly axially displaced compared to the cone tip.

Claims

1. microwave antenna, consisting of a main reflector, a sub-reflector and a horn in the apex area of the main reflector, as well as several ren arranged in front of the apex of the sub-reflector conical or frustoconical elements with an overall conical tip, characterized in that the maximum diameter of the a conical ( 2 ) and a frustoconical element ( 3 ) consist of the cone ½ to ½ of the diameter of the subreflector ( 1 ) that the elements ( 2, 3 ) of the cone are axially opposite one another and opposite the subreflector ( 1 ) are adjustable via threaded rods ( 4, 5 ), which are concentrically running in a threaded hole in the axis of the subreflector ( 1 ), and that the position of the individual cone elements ( 2, 3 ) is by means of rods on the thread ( 4, 5 ) applied dials ( 6, 7 ) on the back of the sub-reflector ( 1 ) is adjustable.

2. Directional radio antenna according to Claim 1, characterized in that the tip of the conical element ( 2 ) has a different angle from the frustoconical element ( 3 ).

3. microwave antenna according to claim 1 or 2, characterized in that the ratio of the diameter of the two Kegelele elements ( 2, 3 ) is 1: 3 or 1: 4.